新脑皮是由侧脑室外壁的神经物质生长而成,并包围着初生脑皮层(原脑皮),古脑皮的残余称为梨状叶,原脑皮的残余称为海马,在侧脑室内,仍为嗅觉中枢。大脑皮层由发达的新脑皮层构成,它接受来自全身的各种感觉器传来的冲动,通过分析综合,并根据已建立的神经联系而产生相应反映。
出现于肺鱼和两栖类,这一阶段的灰质分为3部:位于脑顶部外侧的为古脑皮,新出现的原脑皮位于脑顶部内侧,神经细胞已开始由内部向表面移动,原脑皮和古脑皮皆是和
嗅觉相联系;第三部分为位于腹侧的纹状体.
自爬行类开始出现,到哺乳类得到高度发展,神经元数量大增,排列在表层且层次分明,它们在半球内以联络纤维错综复杂地相互联系,又通过胼胝体在两半球之间联系,并有上行与下行的纤维与脑干各部分相通,形成一个强大的高级神经活动的中枢.较高等的种类,大脑表面形成沟,回,使表面积大为扩大.原有的古脑皮,原脑皮,纹状体皆退居次要地位成为大脑的低级中枢.古脑皮被推挤到腹面成为梨状叶,以嗅沟与新皮层为界;原脑皮则突向侧脑室中成为海马.